CN101280451A - 镁合金焊接接头微弧氧化工艺 - Google Patents

Abstract

一种镁合金焊接头微弧氧化产工艺，将处理干净的镁合金焊接头工件放入装有电解液的电解槽内，采用恒流进行微弧氧化，平均电流密度为1－4A/dm²，通电时间10－20分钟，然后水洗、浸碱后处理，吹干即可，本发明解决了不同材质镁合金焊接处维护氧化膜层不均匀缺陷，能够保证焊接处氧化膜性能与基体材料得到的氧化膜性能一致。

Description

镁合金焊接接头微弧氧化工艺

技术领域

本发明涉及一种材料表面处理方法，尤其涉及一种镁合金焊接接头微弧氧化工艺。

背景技术

镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料，被誉为21世纪最富于开发和应用潜力的“绿色材料”，已经广泛应用于汽车制造、航空航天、电子通讯工业、军事以及核能等工业部门。镁合金具有低密度、高比强度和比刚度等性能，铸造成型、机加工性能、导热导电性能好的特点，而且还具有一般金属所没有的降噪减震及重量轻，无污染和可回收的特点。用于与人体直接接触的部件时，会增加使用的舒适度，并可在一定程度上提高安全性，比大多数的材料更适合应用于运动部件上。

镁合金微弧氧化处理是近年来公认的最有前途的镁合金表面处理方法。微弧氧化是在无铬阳极氧化处理基础上发展起来的一项新技术。该技术通过高压火花放电处理，利用弧区瞬间高温烧结作用直接在金属表面原位生长陶瓷膜，该陶瓷膜结构致密，并与基体完全冶金结合，使金属的耐磨性、耐蚀性、机械强度以及电绝缘性都得到了很大的提高，大大拓展了镁合金的使用范围。同其它表面处理方法相比，微弧氧化方法工序简单、处理工件效率高、成本不高于其它表面处理方法，并且对环境无污染，符合当前清洁生产的发展要求。

绝大多数变形镁合金工件是需要通过焊接来完成它们之间的连接，而镁合金焊接时形成的氧化膜混杂在比重较轻的熔融金属中不易被排除，易使焊缝产生夹渣，存在夹渣的焊缝易产生电化学腐蚀。在高温下在焊缝凝固过程中气体不易逸出而形成气孔。焊缝的内应力和焊接接头的刚性拘束度较大，易引起较大的内应力。镁合金易与其他金属形成低熔共晶体，当接头温度过高时，接头组织中的低熔点共晶体在晶界处会融化出现空穴、晶界氧化、过烧等现象，会使已经经过防护处理的零件，在焊接处首先被腐蚀。总之由焊接而带来的各种缺陷导致镁合金在焊接接头处更容易发生腐蚀，同时对微弧氧化也产生了不利影响，如氧化时会出现局部优先溶解而发生点蚀导致氧化膜色泽和厚度不均。

发明内容

本发明的目的是提供一种镁合金焊接接头微弧氧化工艺，该工艺能够在AZ61和AZ31焊接件上得到结合力强、硬度高的耐磨、耐腐蚀高性能陶瓷膜。

本发明是这样来实现的，其工艺方法为：首先将镁合金工件上挂经过除油处理(如果油污不是很重，也可以省去)，自来水清洗干净后放入稀硝酸中出光，水洗后再放入装有微弧氧化电解液的电解槽，采用恒流进行微弧氧化。采用直流或直流叠加脉冲通电方式，根据膜厚和硬度要求，平均电流密度为1-- -4A/dm²，，通电时间10-20分钟。微弧氧化完，断电后将工件取出，进行冷水洗和热水洗，再进行碱液封闭后处理20分钟，冷水洗后，压缩空气吹干就可以下挂。微弧氧化电解液组份和工艺参数含量如下：

(NaPO₃)₆：           5-20g/L

NaOH：               0-10g/L

KOH：                1-25g/L

C₆H₁₅NO₃：           6-8mL/L

氟化物：             5-7g/L

柠檬酸钠：           5-10g/L

时间：               10-20min

温度：               20-85℃

电流容量：           20-30mA/cm2

本发明的优点是：很好的解决了两种不同材质的镁合金焊接头氧化膜不均的难题，得到的微弧氧化膜色泽均匀，厚度一致，耐腐蚀性能较好。

具体实施方式

(1)前处理：AZ61与AZ31焊接件直接除油，温度为50℃-55℃。

除油液的配方为：Na₂CO₃：20g/L

                Na₂CO₃：20g/L

                Na₃PO₄：100g/L

                OP-10乳化剂：2g/L

(2)出光：用试样体积比10％的HNO₃出光，时间以试样光亮为准，注意出光时防止出现过腐蚀。

(3)微弧氧化：采用上述的微弧氧化电解液配方和工艺参数进行氧化。夹具材料采用铝丝，制成所需形状后，采用保护胶封装，露出与镁合金接触点，但必须注意夹具氧化后，一定要将与零件接触的导电部位的微弧氧化膜清理干净，以保证良好和足够的导电能力。可以用砂纸打磨去除氧化膜。氧化时用自动搅拌器搅拌。

(4)后处理：后处理用碱液封闭，以提高膜层耐蚀性、耐磨性和绝缘性。

配方如下：NaOH：   25g/L

          Na₂SiO₃：20g/L

          T：      70℃

          t：      20min  。

Claims (2)

1、一种镁合金焊接头微弧氧化工艺，其特征是方法步骤如下：首先将镁合金工件上挂经过除油处理，自来水清洗干净后进行稀硝酸出光，水洗后放入装有电解液的电解槽，采用恒流进行微弧氧化，采用直流或单脉冲通电方式，根据膜厚和硬度要求，平均电流密度为1-4A/dm²，通电时间10-20分钟，微弧氧化完，断电将工件取出，进行冷水洗后浸碱后处理，压缩空气吹干就可以下挂。

2、根据权利要求1所述的镁合金焊接头微弧氧化工艺，其特征是电解液组份和含量为：

(NaPO₃)₆：           5-20g/L

NaOH：               0-10g/L

KOH：                1-25g/L

C₆H₁₅NO₃：           6-8mL/L

氟化物：             5-7g/L

柠檬酸钠：           5-10g/L。